Toepassingen van polyurethaan

Volgens het Amerikaanse ministerie van Energie maken de kosten voor verwarming en koeling ongeveer 56 procent uit van het energieverbruik in het gemiddelde Amerikaanse huishouden. De aard van de chemie maakt dat polyurethanen kunnen worden aangepast om lastige problemen op te lossen, kunnen worden gevormd tot ongebruikelijke vormen en industriële en consumentenproducten kunnen verbeteren.

Polyurethanen ontstaan door een polyol (een alcohol met meer dan twee reactieve hydroxylgroepen per molecuul) te laten reageren met een di-isocyaan of een polymere isocyaan in aanwezigheid van geschikte katalysatoren en additieven. Aangezien verschillende di-isocyanaten en een breed scala aan polyolen kunnen worden gebruikt voor de productie van polyurethaan, kan een breed spectrum aan materialen worden geproduceerd om aan de eisen van specifieke toepassingen te voldoen.

Soorten polyurethaan:

✦ Vleesbare polyurethaanschuim
Flexschuim van polyurethaan wordt gebruikt als demping voor een verscheidenheid aan consumenten- en commerciële producten, waaronder beddengoed, meubels, auto-interieurs, tapijtonderleg en verpakkingen. Flexschuim kan worden geproduceerd in vrijwel elke vorm en hardheid. Het is licht, duurzaam, ondersteunend en comfortabel. Flexschuim van polyurethaan vormt ongeveer 30 procent van de gehele Noord-Amerikaanse polyurethaanmarkt en wordt voornamelijk gebruikt voor beddengoed, meubels en in de automobielindustrie.

✦ Starre polyurethane schuim
Riet polyurethaan- en polyisocyanuraat (polyiso)-schuimen vormen een van 's werelds meest populaire, energie-efficiënte en veelzijdige isolatiematerialen. Deze schuimen kunnen de energiekosten aanzienlijk verlagen en tegelijkertijd zorgen voor efficiëntere en comfortabelere woningen en bedrijfsruimtes. Volgens het Amerikaanse ministerie van Energie zorgen verwarming en koeling in een typisch Amerikaans huishouden voor ongeveer 56 procent van het totale energieverbruik, waarmee dit de grootste energiekostenpost wordt voor de meeste huishoudens. Om een uniforme temperatuur te behouden en geluidsniveaus te verlagen in woningen en bedrijfsruimtes, grijpen bouwers terug naar riet polyurethaan- en polyisocyanuraatschuim. Deze schuimen zijn effectieve isolatiematerialen die gebruikt kunnen worden voor dak- en muurisolatie, geïsoleerde ramen, deuren en luchtdichtheidsmiddelen.

✦ Coatings, lijmen, voegmassa's en elastomeren (CASE)
De toepassingen van polyurethaan in de coating-, lijm-, afdekdop- en elastomeermarkt (CASE) bieden een breed en groeiend scala aan toepassingen en voordelen. Polyurethaancoatings kunnen het uiterlijk van een product verbeteren en de levensduur verlengen. Polyurethaanlijmen bieden sterke hechtingsvoordelen, terwijl polyurethaanafdekdoppen betere afscherming mogelijk maken. Polyurethaanelastomeren kunnen in bijna elke vorm worden gegoten, zijn lichter dan metaal, bieden uitstekende herstelcapaciteit na vervorming en kunnen bestand zijn tegen vele milieufactoren.

✦ Thermoplastisch polyurethaan (TPU)
Thermoplastisch polyurethaan (TPU) biedt een veelvoud aan combinaties van fysische eigenschappen en verwerkingstoepassingen. Het is zeer elastisch, flexibel en bestand tegen slijtage, impact en weer. TPUs kunnen worden gekleurd of op allerlei manieren vervaardigd worden, en hun toepassing kan de algehele duurzaamheid van een product vergroten. TPU is een volledig thermoplastische elastomeer. Net als alle thermoplastische elastomeren is TPU elastisch en smeltverwerkbaar. Daarnaast kan het worden verwerkt met behulp van extrusie-, spuitgiet-, blaz- en persvormapparatuur. Het kan ook vacuüm gevormd of opgelost worden gecoat en is geschikt voor een breed scala aan vervaardigingsmethoden. TPU biedt een aanzienlijk aantal combinaties van fysische eigenschappen, waardoor het een uiterst flexibel materiaal is dat kan worden toegepast in tientallen sectoren zoals bouw, automotive en schoenen.

✦ Reactiespuitgieten (RIM)
Autobumpers, behuizingplaten voor elektrische componenten en behuizingen voor computers en telecommunicatieapparatuur zijn enkele van de onderdelen die worden geproduceerd met polyurethanen via het reactiespuitgietproces (RIM). Door de toegevoegde vormgevingsmogelijkheden levert het polyurethaan RIM-proces onderdelen op die meestal niet kunnen worden gemaakt met conventionele spuitgietprocessen, zoals dik- en dunwandige onderdelen, geëncapsuleerde inleggers en geschuimde kernen. Naast hoge sterkte en lage gewicht kunnen polyurethaan RIM-onderdelen ook hittebestendigheid, thermische isolatie, dimensionale stabiliteit en een hoog niveau aan dynamische eigenschappen vertonen. haalbaar automotive, bouw, huishoudelijke apparaten, meubels en recreatie- en sportartikelen zijn slechts enkele van de markten en toepassingen die RIM-technologie gebruiken.

✦ Binders
Polyurethaanbindmiddelen worden gebruikt om vele soorten deeltjes en vezels aan elkaar te hechten. Hun belangrijkste toepassingsgebieden liggen in de fabricage van houtpanelen, rubber- of elastomere vloerbedekkingen en zandgieten voor de gieterij-industrie. De toepassing met het hoogste volume voor polyurethaanbindmiddelen is de productie van Oriented Strand Board (OSB). Deze houtpanelen worden gebruikt in constructieve bekleding en vloeren, geprefabriceerd woningbouw, spanten en balken en paneelwanden. Bij de productie van rebond tapijtbeleg worden polyurethaanbindmiddelen gebruikt om schrootstukken schuim, vaak flexibel polyurethaanschuim, aan elkaar te hechten.

✦ Watergedragen polyurethaan dispersion (PUDs)
Watergedragen polyurethaan dispersionen (PUD's) zijn coatings en lijmstoffen die water als hoofdsolvent gebruiken. Door de toenemende federale regelgeving omtrent de hoeveelheid vluchtige organische stoffen (VOS) en gevaarlijke luchtpolluenten (HAP's) die in de atmosfeer kunnen worden uitgestoten, worden PUD's in steeds meer industriële en commerciële toepassingen gebruikt.

Toepassingen voor Polyurethaan:

✦ Kleding
Toen wetenschappers ontdekten dat polyurethaan tot fijne draden kon worden verwerkt, combineerden zij dit met nylon om lichtgewicht, rekbaar textiel te produceren. In de loop der jaren zijn polyurethanen verbeterd en ontwikkeld tot spandexvezels, polyurethaancoatings en thermoplastische elastomeren. Dankzij de huidige voortgang in polyurethaantechnieken kunnen fabrikanten een breed scala aan polyurethaankleding maken, variërend van synthetische huiden en lederen die worden gebruikt voor kleding, sportkleding en diverse accessoires.

✦ Apparaten
Polyurethanen zijn een belangrijk onderdeel in grote huishoudelijke apparaten die consumenten dagelijks gebruiken. De meest voorkomende toepassing van polyurethanen in grote apparaten is stijve schuim voor thermische isolatiesystemen in koelkasten en vriezers. Stijf polyurethaanschuim is een essentieel en kostenefficiënt materiaal dat kan worden gebruikt om aan de vereiste energieratingen te voldoen voor consumentenkoelkasten en vriezers. De goede thermische isolatie-eigenschappen van stijve polyurethaanschuimen ontstaan uit de combinatie van een fijne, gesloten-celstructuur en celgassen die warmtetransport tegenwerken.

✦ Automobiel
Polyurethanen worden in auto's op veel verschillende plaatsen gebruikt. Naast het schuim dat zorgt voor comfortabele autostoelen, worden polyurethanen ook toegepast in bumpers, binnenkoepels (plafonddelen), het carrosserie, spoilers, deuren en ramen. Polyurethaan stelt fabrikanten bovendien in staat om bestuurders en passagiers aanzienlijk meer automobiel 'miles per gallon' te bieden door gewichtsreductie en verbeterde brandstofefficiëntie, comfort, corrosiebestendigheid, isolatie en geluidsabsorptie.

✦ Bouw en bouw
Tegenwoordig eisen woningen materialen met een hoog prestatieniveau die sterk zijn, maar toch licht van gewicht; goed presteren, maar makkelijk te installeren; en duurzaam, maar ook veelzijdig. Polyurethaan draagt bij aan het behoud van natuurlijke hulpbronnen en helpt het milieu te beschermen door energieverbruik te verminderen. Dankzij de uitstekende verhouding tussen sterkte en gewicht, isolerende eigenschappen, duurzaamheid en veelzijdigheid wordt polyurethaan vaak gebruikt in bouw- en constructietoepassingen. Zowel de betaalbaarheid van deze veelzijdige materialen als het comfort dat ze huiseigenaren bieden, hebben ervoor gezorgd dat onderdelen van polyurethaan tegenwoordig in woningen overal worden toegepast. Polyurethaan wordt in het hele huis gebruikt. In vloeren zorgt flexibele schuimkussens voor tapijtcomfort. Op het dak weerkaatsen reflecterende kunststof bekledingen op polyurethaanschuim zonlicht en warmte, waardoor het huis koel blijft en tegelijkertijd energie wordt bespaard. Bouwmaterialen van polyurethaan voegen ontwerpvrijheid toe aan nieuwbouwprojecten en renovaties. Schuimkernpanelen bieden een breed scala aan kleuren en profielen voor muren en daken, terwijl voordeuren en garagedeuren met schuimkern beschikbaar zijn in verschillende afwerkingen en stijlen.

✦ Samengesteld hout
Polyurethanen spelen een belangrijke rol in moderne materialen, zoals samengesteld hout. Polyurethaanharsen worden gebruikt in producten van samengesteld hout om organische materialen permanent te verlijmen tot georiënteerde plaat (OSB), midden-dichtheidsvezelplaat (MDF), langwerpige houtprofielen, gelamineerd hout en zelfs stroplaten en spaanplaten.

✦ Elektronica
Vaak aangeduid als "potting compound", worden niet-foam polyurethanen veel gebruikt in de elektriciteits- en elektronica-industrie om fragiele, drukgevoelige micro-elektronische componenten, onderwaterkabels en printplaten te omhullen, af te dichten en te isoleren. Polyurethaan-pottingcompounds worden door ontwikkelaars speciaal samengesteld om een breed scala aan fysische, thermische en elektrische eigenschappen te realiseren. Ze kunnen elektronica beschermen door uitstekende dielektrische en hechteigenschappen te bieden, evenals uitzonderlijke bestandheid tegen oplosmiddelen, water en extreme temperaturen.

✦ Vloeren
Zowel als schuim onderlegging of erop als coating kunnen polyurethanen de vloeren waar we elke dag op lopen duurzamer, makkelijker in onderhoud en aantrekkelijker maken. Het gebruik van flexibel polyurethaanschuim als tapijtonderlegging in woningen of commerciële toepassingen kan de levensduur van het tapijt aanzienlijk verlengen, zijn uiterlijk beschermen, extra comfort en steun bieden en het omgevingslawaai verminderen. Polyurethanen worden ook gebruikt voor het coaten van vloeren, van hout en parket tot cement. Deze beschermende afwerking is bestand tegen slijtage en oplosmiddelen en is gemakkelijk te schoonmaken en onderhouden. Met een polyurethaanafwerking slijt een nieuwe houten, parket- of cementvloer beter en langer, terwijl een oude vloer kan worden opgeknapt zodat hij er weer als nieuw uitziet.

✦ Meubilair
Polyurethaan, voornamelijk in de vorm van flexibele schuim, is één van de meest gebruikte materialen in wooninrichting zoals meubilair, beddengoed en tapijt onderlegging. Als dempmateriaal voor gestoffeerde meubels draagt flexibel polyurethaanschuim bij aan duurzamer, comfortabeler en beter ondersteunende meubels.

✦ Maritiem
Miljoenen Amerikanen genieten elk jaar van het varen. Een deel van het voortdurende succes van varen is te danken aan verbeteringen in vaartechnologie, waarbij polyurethaanmaterialen een belangrijke bijdrage leveren. Polyurethaan-epoxyharsen verzegelen scheepsrompen tegen water, weer, corrosie en elementen die drag verhogen, hydrodynamica beïnvloeden en de duurzaamheid verminderen. Roeiers kunnen tegenwoordig op het water genieten van de gemakken van thuis, mede dankzij flexibele polyurethaanschuim. Daarnaast isoleert stijf polyurethaanschuim boten tegen geluid en extreme temperaturen, biedt het weerstand tegen slijtage en scheuren, en vergroot het de draagkracht met slechts minimale gewichtstoename. Thermoplastisch polyurethaan is eveneens uitstekend geschikt voor gebruik in de maritieme industrie. Het is elastisch, duurzaam en een eenvoudig te bewerken materiaal, geschikt voor kabel- en draadcoatings, motortubing, aandrijfriemen, hydraulische slangen en pakkingen en zelfs schipproedes.

✦ Medisch
Polyurethanen worden veel gebruikt in verschillende medische toepassingen, waaronder katheters en algemene buisjes, ziekenhuisbedden, operatiedoeken, wondverbanden en diverse geïnjecteerd gevormde apparaten. Hun meest voorkomende toepassing is in tijdelijke implantaten. Het gebruik van polyurethaan in medische toepassingen kan kostenefficiënter zijn en zorgen voor meer duurzaamheid en stevigheid.

✦ Verpakking
Polyurethaanschuim voor verpakking (PPF) kan een kostenefficiënte, vormvaste demping bieden die uniek en veilig goederen beschermt die tijdens het transport op hun plaats moeten blijven. PPF wordt breed gebruikt om vele producten veilig te beschermen en te transporteren, zoals elektronische en medische diagnostische apparatuur, delicate glazenwaren en grote industriële onderdelen. Een veelzijdige oplossing ter plaatse voor vele verpakkingsuitdagingen, PPF kan tijd besparen en kostenefficiënter zijn door elke keer een maatwerkcontainer te leveren met elke verzending.